JP3045655B2 - イオントラップ移動度スペクトロメーター及び麻薬の強力検出のための操作方法 - Google Patents

イオントラップ移動度スペクトロメーター及び麻薬の強力検出のための操作方法

Info

Publication number
JP3045655B2
JP3045655B2 JP20176195A JP20176195A JP3045655B2 JP 3045655 B2 JP3045655 B2 JP 3045655B2 JP 20176195 A JP20176195 A JP 20176195A JP 20176195 A JP20176195 A JP 20176195A JP 3045655 B2 JP3045655 B2 JP 3045655B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dopant
carrier gas
component
detected
mobility spectrometer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP20176195A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0933486A (ja
Inventor
アンソニー．ジェンキンス
ウィリアム．ジェー．マックガン
Original Assignee
アイオン．トラック．インストゥルメンツ．インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アイオン．トラック．インストゥルメンツ．インコーポレイテッド filed Critical アイオン．トラック．インストゥルメンツ．インコーポレイテッド
Publication of JPH0933486A publication Critical patent/JPH0933486A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3045655B2 publication Critical patent/JP3045655B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/622—Ion mobility spectrometry

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はイオン移動度スペク
トロメーターの改良に関し、特にイオントラップ移動度
スペクトロメーターおよびこれを用いた麻薬等のアルカ
ロイド検出方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン移動度スペクトロメーターは、雰
囲気中の低揮発性蒸気、例えば爆薬とか麻薬などを検出
するのに用いられている。この種の目的に使用される最
初のイオン移動度スペクトロメーターは、１９７２年に
発行されたコーエン（Ｃｏｈｅｎ）他による米国特許第
３，６９９，３３３号に記載されている。その後，その
改良が、アンソニー・ジェンキンス（Ａｎｔｈｏｎｙ
Ｊｅｎｋｉｎｓ）に発行された米国特許第５，０２７，
６４３号および米国特許第５，２００，６１４号に開示
されている。
【０００３】米国特許第５，２００，６２４号による
と、イオン移動度スペクトロメーターは、被検出成分含
有蒸気を、空気流または窒素流のようなキャリア・ガス
に携行させて、検出装置に導入するものである。該キャ
リア・ガスは、電荷移動媒体として用いられる低濃度
（一般的には数ｐｐｍ程度）の蒸気で、ドーパント（な
いしドープ剤）を混入させてもよいとしている。被検出
成分の分子は、入口から拡散装置を経てイオン化室に供
給される。イオン化室には、例えばＮｉ６３もしくは重
水素のような放射性物質を配置しておく。イオン化した
試料蒸気は、開放格子を経て電場を形成する数個の電極
を有するイオン浮遊帯域に放出される。該先行技術によ
るスペクトロメーターにおいてはイオン浮遊帯域の一端
には、集電用電極または極板が取り付けられている。格
子電極の電位は、電子とイオン電荷が形成され、放射性
壁からのベータ粒子との衝突により試料分子との相互作
用を起こす広域の非電界帯域を有するイオン化室の壁と
等しい電位になるように保たれている。
【０００４】また、電極間の電位の切替えによりイオン
をイオン浮遊帯域に移送するために、定期的に約０．１
〜０．２ｍｓでイオン化帯域を横切って電場を作る。イ
オン浮遊帯域内のイオンは環状電極によって一定の電位
に維持される。その結果イオンは浮遊帯域に沿って集電
電極に向かって追いやられ、そこでスペクトロメーター
により分光分析される。０．２ｍｓ後にイオン化室の電
界は再び零に戻され、さらに次の電界の形成を準備する
ためのイオンの集積が再び始められる。これらの電界の
極性は、検出装置が陰イオンモードで行われるか陽イオ
ンモードで行われるかによって定まるが、爆薬の検出を
行うには、一般的に陰イオンモードの方が好ましい。
【０００５】麻薬の検出に当たっては、試料蒸気は電荷
搬送媒体として通常数ｐｐｍ程度の低濃度のニコチン酸
アミド蒸気でドーピングされた空気流を使用して検出装
置内に導入される。このドーパントは、生命科学におい
ては、陽子親和力を示すものとして、また化学的には塩
基として作用する物質として知られている。イオン化室
に導入される窒素その他のガスに対する放射線壁からの
ベータ粒子の作用によって生成したイオンの持つ陽子親
和力は、ニコチン酸アミドの持つ陽子親和力よりも小さ
いので、その陽電荷は麻薬蒸気がない場合には、最終的
にニコチン酸アミドのほうに移動してしまう。このこと
は、補正付きのスペクトロメーターにおいて、麻薬蒸気
を含まない試料空気から得られるスペクトを明瞭化する
効果を有し、鮮明で大きな１本のピークを与えることに
なる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】大部分の麻薬物質はア
ルカロイドであり、かつかなりの陽子親和力を有するも
のである。即ち、該麻薬物質は、ニコチン酸アミド上の
陽電荷と交換して陽イオンが付与されるのに十分な陽子
親和力を有している。しかしながら、この反応は通常効
率的に行われないので、従来型のイオン移動度スペクト
ロメーターを用いても、ごく僅かの量の麻薬分子がイオ
ン化されるに過ぎない。一方、米国特許第５，２００，
６１４号に記載されているイオントラップ移動度スペク
トロメーターは、従来のイオン移動度スペクトロメータ
ーよりも高い感度を有することが知られているが、しか
し該スペクトロメーターは陰イオンモードで使用される
爆薬の検出に用いる場合には適切な効果があるが、陽イ
オンモードで使用されるアルカロイドの麻薬の検出に対
しては、感度が不十分である。従ってアルカロイドに対
しても、該イオントラップ移動度スペクトロメータの有
する高感度の検出を行うことができるようにすることが
重要な課題となる。
【０００７】本発明の目的は、従来のイオン移動度スペ
クトロメーターにおける検出システムにおける感度上の
制約、特に麻薬蒸気を検知するための実効感度上の制約
を克服した改良された検出装置ならびに該スペクトロメ
ーターによる被検出成分の検出方法を提供するにある。
【０００８】また本発明の他の目的は、イオン移動度ス
ペクトロメーター装置を陽イオンモードの下で使用し
て、しかも麻薬等を高い信頼度で検出することができる
方法を提供するにある。
【０００９】さら本発明の他の目的は、例えば麻薬蒸気
のような低揮発性の塩基性ガス中において、陽子を効率
的に捕捉して陽イオンを生ずることのできる方法を提供
するにある。
【００１０】また本発明のさらなる目的は、従来型のイ
オントラップ移動度スペクトロメーターの使用法におい
て、ごく僅かな改良を加えることによって、感度を向上
させて、高い信頼度での麻薬蒸気の検出を行うためにイ
オントラップ移動度スペクトロメータ−を含む新しい検
出装置を利用することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、上
記の諸目的を達成するための本発明の第１の実施態様
は、試料空気から既知の範囲の塩基度を有する被検出成
分を検出する装置であって、被検出成分より低い塩基度
を有するキャリア・ガスの発生源と、該キャリア・ガス
と該被検出成分との中間の塩基度を有するドーパントの
発生源と、前記キャリア・ガスにドーパントを低濃度で
加えるため前記キャリア・ガス発生源と該ドーパント発
生源とを連結する混合手段と、該混合手段と前記試料空
気とを連結する通路と、前記キャリア・ガスと前記ドー
パントと試料空気の少なくとも一部とからなる排出流を
生成するため前記混合手段と試料空気とを連結するポン
プ装置と、該試料空気中の被検出成分を検出するため該
排出流に連結するイオントラップ移動度スペクトロメー
ターと、からなる試料空気からの被検出成分の検出装置
を特徴とするものである。
【００１２】さらに、上記の諸目的を達成するため本発
明の他の実施態様は、試料空気中に既知の範囲の塩基度
を有する少なくとも１種の被検出成分が存在することを
検出するためにイオン移動度スペクトロメーターを使用
する検出方法であって、前記被検出成分よりも低い塩基
度を有するキャリア・ガスを供給する工程と、該キャリ
ア・ガスと被検出成分の塩基度との中間の塩基度を有す
る低濃度のドーパントを添加する工程と、前記キャリア
・ガスと前記ドーパントとを被検出成分を含む試料空気
の近傍に誘導して、該試料空気を前記キャリア・ガスお
よびドーパントと結合した排出流とする工程と、前記被
検出成分が存在することを検出するために該排出流をイ
オン移動度スペクトロメーター中に導入する工程と、か
らなる空気中の被検出成分の検出方法を特徴とするもの
である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明には、低揮発性の蒸気、特
にアルカロイドや他のドラッグまたは禁制品物質からの
麻薬蒸気を検出するための検出装置が含まれる。本発明
による該検出装置は、前出の米国特許第５，２００，６
１４号に記載された検出装置に類似したイオントラップ
移動度スペクトロメーターによる検出装置であってもよ
い。しかしながら、本発明におけるイオントラップ移動
度スペクトロメーターにおいては、アルカロイドその他
の物質による麻薬の検出を行うために、陽イオンモード
での検出を改善された感度で行うものである。
【００１４】本発明以前においては、中性分子の電子の
減少によって生ずる陽イオンは、陽子の捕捉により生ず
る陽イオンと同様な作用をなすものと推定されてきた。
しかしながら、最近になって、陽子の捕捉によって生ず
る陽イオンは、電子の減少によって生ずる陽イオンとよ
りも遥かに容易に電荷を移動させることができることが
見出だされた。さらにいえば、本発明は、禁制品である
麻薬の成分の大部分を占めるアミンが、他の陽イオンか
ら陽子を捕捉する能力が極めて高いという知見に基づい
てなされたものである。こうしたアルカロイドは、ガス
相においては、強い塩基性作用を示すことが知られてお
り、もし平衡状態に達するまで十分な時間があれば、例
えばアンモニア（ＮＨ３）といった塩基度の高い他のア
ミン化合物からの陽電荷の移動をも可能とするものであ
る。本発明のイオントラップ移動度スペクトロメーター
およびその操作方法によれば、非電界域においてすべて
の被検体を平衡状態にすることができる。そしてこの事
実により、従来に見られぬアルカロイドや他の有害薬物
についての効率的な検出が可能になったのである。
【００１５】さらに陽イオンモードにおけるイオントラ
ップ移動度スペクトロメーターの検出装置の感度は、電
荷移動により多量の陽子を供給すればさらに増大させる
ことができることが見出された。これは、イオン化室内
での放射線源が、不活性キャリア・ガス、例えば水素、
水素を含む不活性ガス、またはヘリウム（Ｈｅ）に作用
することにより得られる。大部分の有機物分子のイオン
化の効率は、本発明の方法により著しく増大する。しか
しながら、これによって増加した感度の有する利点も、
通常はイオンのスペクトル中において対象とする被検出
成分のものとは別のピークを生ずる化合物との混在が起
こるために、その利点が帳消しにされてしまう。即ち、
感度が向上するとしても、一方では混在による検出効果
の減退が起こるという結果となる。そしてこのような混
在による蒸気の問題を克服するためには、ドーパント分
子を低濃度でキャリア・ガス中に添加することによりス
ペクトルの鮮明化を図ればよいことが分かった。
【００１６】ここで使用されるドーパントには、キャリ
ア・ガスと被検出試料との中間的な塩基度を有するもの
が採用される。アルカロイドが存在しない場合には、イ
オンのスペクトルは、ドーパントに関与するイオンのピ
ークのみを示す。しかし、試料空気中に麻薬蒸気が存在
するときは、ドーパント分子と麻薬分子との間で電荷移
動が起こり、そのために麻薬イオンが増大し、スペクト
ルによる検出がより鮮明に、より容易になるのである。
そしてこの原理を応用するのに適切なドーパントには、
アンモニア（ＮＨ３）およびニコチン酸アミドが挙げら
れる。
【００１７】
【実施例】本発明のイオントラップ移動度スペクトロメ
ーターの実施例を図１に示す。本発明のイオントラップ
移動度スペクトロメーターは、濃度の低い（数ｐｐｍ
の）ドーパント蒸気でドーピングされたキャリア・ガス
により搬送される試料空気を受け入れるために、図１に
示されるような一端に入口部２２を有する円筒形の検出
装置２０を備えている。試料空気、キャリア・ガスおよ
びドーパント分子は、入口部２２、拡散装置２４を経て
イオン化室２６内に拡散される。イオン化室２６は、直
径Ｄ、全長Ｌからなる円筒状の壁２８を有しており、ほ
ぼ偏平な円筒形室形状である。該円筒状壁２８には、ベ
ータ粒子を放出する放射性物質、例えばニッケル６３ま
たは重水素が含まれている。また入口部２２は、イオン
化室２６の一端と接続している。
【００１８】１個の格子電極Ｅ１が、入口部２２に対向
する一端に設けられており、該電極Ｅ１は、通常入口部
２２の一端およびイオン化室２６の壁の電位と同一の電
位が与えられる。このようにして殆ど電界の影響を受け
ない空間（非電界帯域）が設けられるが、この空間内に
おいて、電子とイオン電荷は放射性の壁からのベータ粒
子の衝突によって破壊されて試料分子との間で相互作用
が起こる。排出流はイオン化室２６を越えた後、電極Ｅ
１を経て電界制御のために設けられた数個の環状電極Ｅ
１〜Ｅｎを有するイオン浮遊帯域３０に入る。集電電極
または集電極板３２がイオン浮遊帯域３０の格子電極と
反対側、すなわち排出流の出口側に設けられるが、これ
はこの部分に到達したイオンを捕捉するためのものであ
る。
【００１９】約０．１〜０．２ｍｓの間、格子電極Ｅ１
の電位を変えることにより、格子電極Ｅ１，入口部２２
の拡散装置２４、放射線源２８の三者相互間に電位差を
生じさせ、定期的にイオン化室２６全域に亘り電界を形
成させるが、これにより格子電極Ｅ１と電極Ｅ２との間
の電界が切り替えられ、イオンを格子電極Ｅ１からイオ
ン浮遊帯域３０へと追い出すことができる。イオン浮遊
帯域３０内のイオンは、環状電極Ｅ２〜Ｅｎによって一
定電位に保持さた電界と接触することになるが、その結
果、これらイオンは該領域内を移動して、集電電極３２
の方向に追いやられることになる。集電電極３２は、到
達した電荷を検知し、信号化するが、これらの信号は増
幅されてスペクトロメーター内で発するスペクトルによ
って分析が行われる。試料ガスは電極３２に接する壁中
に設けられた排出部から外部に排出される。
【００２０】約０．２ｍｓの後、イオン化室２６全域の
電界は再び零に戻され、再び次の電界形成のためのイオ
ンの蓄積が起こる。該電界の極性は、検出装置が陽イオ
ンモードで操作されるか陰イオンモードで操作されるか
により選定される。爆薬の検出の場合には、通常陰イオ
ンモードが使用されるが。麻薬の検出に際しては陽イオ
ンモードを採用することが好ましい。
【００２１】前述したように、陽子を捕捉することによ
って生成した陽イオンは、電子を失うことによって得ら
れた陽イオンよりも遥かに容易に電荷を移動させること
ができることが知見されている。そして本発明における
検出の目的とする麻薬の大半が含まれるアミン類は、他
の陽イオンから陽子を捕捉する能力が大きい。重要なこ
とは、アルカロイド類は、植物から抽出された３個の置
換基をもったアルキルアミンと見られることである。そ
してアルカロイドは、一般にガス相では、極めて強い塩
基として作用するので、平衡に至るまで十分の時間を与
えれば、例えばアンモニア（ＮＨ３）のような他の塩基
度の高いアミン化合物から容易に陽電荷を移動させるこ
とができる。
【００２２】図１に示された検出装置を有するイオント
ラップ移動度スペクトロメーターにおいては、すべての
被検出試料に対して非電界空間で平衡に達することを可
能にするので、アルカロイドや他の数多くの禁制品の薬
物について改善された検出を実施するために該装置を使
用することは極めて効果的である。さらに、図１に示し
たイオントラップ移動度スペクトロメーターの検出装置
の感度は、陽イオンモードで操作した場合に、麻薬検出
に関して、電荷移動の媒体として適量の陽子を供給する
ことによって、なお一層効果的となることが分かってい
る。そしてこの知見は、本発明によってイオン化室内の
放射線源の作用によって陽子を生成させ得るキャリア・
ガスとして一定の濃度の水素を含有するある種の不活性
ガスを使用することで実証された。また殆どの有機化合
物分子のイオン化効率は、上記した方法によって顕著に
増大することも分かった。
【００２３】また、本発明によって得られる検出感度の
向上効果は、またスペクトロメーターによるスペクトル
に他の化合物と混同を起こすピークの生成によって、そ
の効果が帳消しにされる恐れを生ずるが、その恐れにつ
いては、本発明におけるキャリア・ガス中に低濃度でド
ーパント分子を添加することによって解決することがで
きる。そしてこれらのドーパント分子は、スペクトルを
明瞭化する機能を果たすものである。該ドーパント分子
は、実際上キャリア・ガス分子と、被検出成分であるア
ルカロイド分子との中間的塩基度を有することが望まし
い。理想的には、ドーパントは、既知の大部分の干渉性
分子の塩基度よりも相当に高い塩基度であるが、検出す
べきアルカロイド分子の有する塩基度よりも十分に低い
ことが好ましい。
【００２４】このようにすれば、アルカロイドのない状
況下での平衡状態において、イオンスペクトルは、ドー
ピング種についてのイオンのピークを示すことになる。
この状態で次に麻薬蒸気を空気流に添加すると、ドーパ
ント分子と麻薬分子との間に生ずる電荷の移動により麻
薬イオンの集積が起こり、該麻薬イオンはそのスペクト
ルによって直ちに検出することができるようになる。
【００２５】本発明の実施に適したドーパントの１つ
は、アンモニア（ＮＨ３）である。アンモニアは高い陽
子親和力を有するが、殆どの干渉性化合物によって影響
されないほどの高い塩基度を有している。しかもアンモ
ニアは、例えばコカインのような３個の置換基をもつア
ミンよりも著しく塩基度が低い。またニコチン酸アミド
は、このような特性を持つもう１つのドーパントである
が、その欠点はその分子がアンモニア分子よりも極めて
大きいことである。ニコチン酸アミドはこのように分子
が大きいために、スペクトルにおいて同一の質量範囲に
ある他の分子のピークを遮蔽してしまう恐れがある。し
かし、ともかく本発明におけるドーパントの添加は、従
来の方法に比べて遥かに高い感度と抜群の選択性を与え
るという優れた効果を有するものであることに違いはな
い。
【００２６】また、本発明の検出装置２０の入口部付近
に内の適宜の箇所に微細孔を有する耐火性物質、例えば
ジメチルシリコーンによる加熱透過膜を使用して試料空
気中の不要成分の流入を遮断し、被検出成分または被検
出成分を含む他の成分のみを検出装置２０に導入するよ
うにすれば、検出をより一層効率的に行うことができ
る。
【００２７】また、本発明においては、図２に示される
ように、試料空気の入口部２２の前に密閉容器４０を設
置し、ガス試料空気流へのキャリア・ガスやドーパント
などの添加物の添加を試料空気が入口部２２に導入され
る前に密閉容器４０内で行ない、該容器４０から制御さ
れた方式で入口部に対して放出することができる。該密
閉容器４０の大きさは予め定められる。またキャリア・
ガス源からのキャリア・ガスは、定められた速度で密閉
容器４０内に導入得られるガス流中に特定のドーパント
水準を持たせることが可能となる。また該密閉容器４０
は、キャリア・ガスに添加されるドーパントの濃度を制
御するための温度調節装置４１と、キャリア・ガス源４
２によって引き起こされる圧力変化によって生ずる定量
超過を防止するための空気制御装置４３を備えることが
できる。新しいドーパントは制御された発生源４４から
密閉容器４０内に導入されるが、必要あればさらに両者
間に調節装置４５を置くこともできる。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によるとき
は、空気中の麻薬を、キャリア・ガス中に低濃度のドー
パントを添加したキャリア・ガスを使用したイオントラ
ップ移動度スペクトロメーターにより、容易にまた確実
に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のイオントラップ移動度スペクトロメー
ター検出装置の要部概略図である。
【図２】本発明のイオントラップ移動度スペクトロメー
ター検出装置に付属するガス混合装置の概略図である。
【符号の説明】
２０ 検出装置 ２２ 入口部 ２４ 拡散装置 ２６ イオン化室 ２８ イオン化室の壁 ３０ イオン浮遊帯域 ３２ 集電電極 ４０ 密閉容器 ４１ 温度制御装置 ４２ キャリア・ガス発生源 ４３ 空気制御装置 ４４ ドーパント発生源 ４５ 調節装置 Ｅ１ 格子電極 Ｅ２〜Ｅｎ 環状電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム．ジェー．マックガン アメリカ合衆国．02767．マサチューセ ッツ州． ヒッコリー．ドライブ．ノー ス．28 (56)参考文献 特開 平５−264505（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/62 - 27/70 H01J 49/00 - 49/48 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 試料空気から既知の範囲の塩基度を有す
    る被検出成分を検出する装置であって、 被検出成分より低い塩基度を有するキャリア・ガスの発
    生源と、 該キャリア・ガスと前記被検出成分との中間の塩基度を
    有するドーパントの発生源と、 前記キャリア・ガスにドーパントを低濃度で加えるため
    前記キャリア・ガス発生源と前記ドーパント発生源とを
    連結する混合手段と、 該混合手段と前記試料空気とを連結する通路と、 前記キャリア・ガスと前記ドーパントと試料空気の少な
    くとも一部とからなる排出流を生成するため前記混合手
    段と試料空気とを連結するポンプ装置と、 該試料空気中の被検出成分を検出するため前記排出流に
    連結するイオントラップ移動度スペクトロメーターと、 からなることを特徴とする試料空気からの被検出成分の
    検出装置。
  2. 【請求項２】 前記キャリア・ガス発生源は、水素を含
    む不活性ガス発生源であることを特徴とする請求項１記
    載の検出装置。
  3. 【請求項３】 前記キャリア・ガス発生源は、水素発生
    源であることを特徴とする請求項２記載の検出装置。
  4. 【請求項４】 前記ドーパント発生源は、アンモニア発
    生源であることを特徴とする請求項１記載の検出装置。
  5. 【請求項５】 前記混合手段は、ドーパントを装入した
    一定の容積を有する密閉容器からなり、前記ポンプ装置
    は、キャリア・ガスとドーパントの混合流において所望
    のドーパント濃度が得られるように前記キャリア・ガス
    を一定の速度で前記密閉容器を通して流通させるように
    作動をするものであることを特徴とする請求項１記載の
    検出装置。
  6. 【請求項６】 前記混合容器中のドーパントの拡散速度
    を調節することにより前記キャリア・ガス中のドーパン
    ト濃度を制御するための温度制御手段を前記混合容器内
    部にさらに備えていることを特徴とする請求項５記載の
    検出装置。
  7. 【請求項７】 前記被検出成分が、アルカロイドである
    ことを特徴とする請求項１記載の検出装置。
  8. 【請求項８】 前記イオントラップ移動度スペクトロメ
    ーター検出装置には、前記排出流中のキャリア・ガスか
    ら陽子を得るために該排出流にベータ粒子を衝突させる
    ためのイオン化手段を設けたことを特徴とする請求項１
    記載の検出装置。
  9. 【請求項９】 前記イオントラップ移動度スペクトロメ
    ーター検出装置には、イオン浮遊帯域と、該イオン浮遊
    帯域を、前記キャリア・ガスからの陽子を前記ドーパン
    ト分子および前記試料空気中の被検出成分分子に接触さ
    せるのに十分な時間非電界域として維持するための手段
    とをさらに設けたことを特徴とする請求項８記載の検出
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記検出装置には、さらに試料空気と
    連結し、該試料空気中の定められた成分の流通を遮断
    し、前記被検出成分を含む他の成分の流通を可能とする
    ための加熱透過膜を設けたことを特徴とする請求項１記
    載の検出装置。
  11. 【請求項１１】 前記透過膜は、ジメチルシリコーンで
    あることを特徴とする請求項１０記載の検出装置。
  12. 【請求項１２】 前記透過膜は、微細孔を有する耐火材
    料であることを特徴とする請求項１０記載の検出装置。
  13. 【請求項１３】 試料空気中に既知の範囲の塩基度を有
    する少なくとも１種の被検出成分が存在することを検出
    するためにイオン移動度スペクトロメーターを使用する
    検出方法であって、 前記被検出成分よりも低い塩基度を有するキャリア・ガ
    スを供給する工程と、 該キャリア・ガスと被検出成分の塩基度との中間の塩基
    度を有する低濃度のドーパントを添加する工程と、 前記キャリア・ガスと前記ドーパントとを被検出成分を
    含む試料空気の近傍に誘導して、該試料空気を前記キャ
    リア・ガスおよびドーパントと結合した排出流とする工
    程と、 前記被検出成分が存在することを検出するために該排出
    流をイオン移動度スペクトロメーター中に導入する工程
    と、 からなることを特徴とする空気中の被検出成分の検出方
    法。
  14. 【請求項１４】 前記不活性ガスを供給する工程は、水
    素を含む不活性ガスを供給することからなることを特徴
    とする請求項１３記載の検出方法。
  15. 【請求項１５】 前記ドーパントをキャリア・ガスに添
    加する工程は、ドーパントとしてアンモニアを添加する
    ことからなることを特徴とする請求項１３記載の検出方
    法。
  16. 【請求項１６】 前記ドーパントの添加工程は、該ドー
    パントを温度制御された密閉混合容器中に装入し、キャ
    リア・ガスがドーパントを既知の濃度で混合容器から搬
    送するように該キャリア・ガスを選択された速度で密閉
    混合容器を通って流すことからなることを特徴とする請
    求項１３記載の検出方法。
  17. 【請求項１７】 前記キャリア・ガスに前記ドーパント
    を添加する工程は、該ドーパントとしてニコチン酸アミ
    ドを添加することからなることを特徴とする請求項１３
    記載の検出方法。
  18. 【請求項１８】 前記被検出成分がアルカロイドであ
    り、前記キャリア・ガスおよび前記ドーパントの塩基度
    はアルカロイドの塩基度よりも低いことを特徴とする請
    求項１３記載の検出方法。
  19. 【請求項１９】 前記排出流のイオントラップ移動度ス
    ペクトロメーターへの導入工程は、キャリア・ガスから
    陽子と電子を得るために該排出流にベータ粒子を衝突さ
    せること、および該排出流を十分な時間非電界域中に維
    持して、前記イオントラップ移動度スペクトロメーター
    において順次検出するために、前記試料空気中の被検出
    成分分子によって陽イオンを形成することとからなるこ
    とを特徴とする請求項１３記載の検出方法。
  20. 【請求項２０】 前記イオン移動度スペクトロメーター
    は、放射性物質の円筒形壁を有するイオン化室と、該イ
    オン化室の一端に設けた格子電極と、該格子電極に近接
    しかつ前記イオン化室から延長して設けられたイオン浮
    遊帯域と、前記格子電極と空間をおいて設けられた該イ
    オン浮遊帯域内の一定位置にある集電電極とを有し、前
    記イオントラップ移動度スペクトロメーターに該排出流
    を導入する工程は、さらに前記イオン化室においてキャ
    リア・ガスから陽子と電子を形成する工程と、 前記格子電極とイオン化室とを等電位に維持して、該イ
    オン化室において陽子を形成できる十分な時間非電界域
    とし、被検出試料分子に接触させる工程と、 前記格子電極の電位を変化させて陽イオン化した被検出
    成分を前記格子電極を通してイオン浮遊帯域内にかつ集
    電電極に向かって追い出す工程と、 からなることを特徴とする請求項１３記載の検出方法。
JP20176195A 1994-07-15 1995-07-14 イオントラップ移動度スペクトロメーター及び麻薬の強力検出のための操作方法 Expired - Fee Related JP3045655B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9414279A GB2291200A (en) 1994-07-15 1994-07-15 Ion mobility spectrometer and method of operation for enhanced detection of narotics
GB9414279.1 1994-07-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0933486A JPH0933486A (ja) 1997-02-07
JP3045655B2 true JP3045655B2 (ja) 2000-05-29

Family

ID=10758367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20176195A Expired - Fee Related JP3045655B2 (ja) 1994-07-15 1995-07-14 イオントラップ移動度スペクトロメーター及び麻薬の強力検出のための操作方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5491337A (ja)
EP (1) EP0692712B1 (ja)
JP (1) JP3045655B2 (ja)
CA (1) CA2153371C (ja)
DE (1) DE69528418T2 (ja)
ES (1) ES2183855T3 (ja)
GB (1) GB2291200A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10049868B2 (en) 2016-12-06 2018-08-14 Rapiscan Systems, Inc. Apparatus for detecting constituents in a sample and method of using the same
US10317387B2 (en) 2016-03-08 2019-06-11 Rapiscan Systems, Inc. Chemical vaporization and detection of compounds having low volatility
US10345282B2 (en) 2016-03-08 2019-07-09 Rapiscan Systems, Inc. Temperature influenced chemical vaporization and detection of compounds having low volatility
US10361074B2 (en) 2016-12-28 2019-07-23 Rapiscan Systems, Inc. Ionization chamber having a potential-well for ion trapping and ion compression
US10386340B2 (en) 2016-03-31 2019-08-20 Rapiscan Systems, Inc. Detection of substances of interest using gas-solid phase chemistry
US10458885B2 (en) 2017-03-31 2019-10-29 Rapiscan Systems, Inc. Rapid desorber heating and cooling for trace detection
US10665446B2 (en) 2018-01-24 2020-05-26 Rapiscan Systems, Inc. Surface layer disruption and ionization utilizing an extreme ultraviolet radiation source
US10707063B2 (en) 2016-12-22 2020-07-07 Rapiscan Systems, Inc. Systems and methods for calibration, verification, and sensitivity checks for detectors
US11235329B2 (en) 2017-08-10 2022-02-01 Rapiscan Systems, Inc. Systems and methods for substance detection using thermally stable collection devices
US11609214B2 (en) 2019-07-31 2023-03-21 Rapiscan Systems, Inc. Systems and methods for improving detection accuracy in electronic trace detectors

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9602158D0 (en) 1996-02-02 1996-04-03 Graseby Dynamics Ltd Corona discharge ion sources for analytical instruments
US5859362A (en) * 1996-10-22 1999-01-12 Revenue Canada Trace vapor detection
US6073499A (en) * 1998-03-12 2000-06-13 Penn State Research Foundation Chemical trace detection portal based on the natural airflow and heat transfer of the human body
US6642513B1 (en) 1998-10-06 2003-11-04 General Electric Company Materials and apparatus for the detection of contraband
US6495824B1 (en) * 2000-03-13 2002-12-17 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Ion mobility spectrometer, spectrometer analyte detection and identification verification system, and method
US6459079B1 (en) 2000-07-11 2002-10-01 The United States As Represented By The Secretary Of The Navy Shipboard chemical agent monitor-portable (SCAMP)
US6627878B1 (en) 2000-07-11 2003-09-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy (Chemical agent) point detection system (IPDS) employing dual ion mobility spectrometers
US6690005B2 (en) 2000-08-02 2004-02-10 General Electric Company Ion mobility spectrometer
US9666071B2 (en) 2000-09-08 2017-05-30 Intelligent Technologies International, Inc. Monitoring using vehicles
US20140070943A1 (en) * 2002-06-11 2014-03-13 Intelligent Technologies International, Inc. Atmospheric and Chemical Monitoring Techniques
US7136605B2 (en) * 2002-12-24 2006-11-14 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus, method of evaluating noise, and methods of manufacturing and modifying image forming apparatus
US6708572B2 (en) 2000-12-22 2004-03-23 General Electric Company Portal trace detection systems for detection of imbedded particles
US6765198B2 (en) * 2001-03-20 2004-07-20 General Electric Company Enhancements to ion mobility spectrometers
US20080053252A1 (en) * 2001-12-20 2008-03-06 Anthony Jenkins Portal trace detection systems for detection of imbedded particles
US6831273B2 (en) * 2002-07-31 2004-12-14 General Electric Company Ion mobility spectrometers with improved resolution
DE10235612B4 (de) * 2002-08-02 2012-06-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Qualität von Schmieröl
US7338638B2 (en) * 2002-08-19 2008-03-04 Ge Homeland Protection, Inc. Trapping materials for trace detection systems
US20040035187A1 (en) * 2002-08-21 2004-02-26 Allen William C. Collection device for collecting the constituents of air
US20040035186A1 (en) * 2002-08-21 2004-02-26 Allen William C. Interface between a collector and a package
US6651520B1 (en) * 2002-08-21 2003-11-25 Preventure Security Solutions, Inc. Interface between a piece of baggage and a preconcentrator
GB2394290A (en) * 2002-10-14 2004-04-21 Boris Zachar Gorbunov Method and apparatus for counting ions in a sample
US7456393B2 (en) * 2003-04-10 2008-11-25 Ge Homeland Protection, Inc. Device for testing surfaces of articles for traces of explosives and/or drugs
GB0314761D0 (en) * 2003-06-25 2003-07-30 Smiths Group Plc IMS Systems
WO2005050159A2 (en) * 2003-10-14 2005-06-02 Washington State University Research Foundation Ion mobility spectrometry method and apparatus
KR20070052774A (ko) 2004-08-02 2007-05-22 올스톤 리미티드 이온 이동도 분광분석기
US7047829B2 (en) * 2004-08-30 2006-05-23 General Electric Company Device for testing traces of explosives and/or drugs
US7361206B1 (en) 2004-09-07 2008-04-22 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus and method for water vapor removal in an ion mobility spectrometer
US7141786B2 (en) 2004-09-08 2006-11-28 General Electric Company Particle sampling preconcentrator
US7489849B2 (en) * 2004-11-03 2009-02-10 Adc Telecommunications, Inc. Fiber drop terminal
WO2007066240A2 (en) * 2005-01-10 2007-06-14 Smiths Detection Inc. Sampling swab
US8205796B2 (en) * 2005-03-08 2012-06-26 Cubic Corporation Transit security detection system
US7367494B2 (en) * 2005-03-08 2008-05-06 Cubic Corporation Automatic integrated sensing and access control
US8720775B2 (en) 2005-03-08 2014-05-13 Cubic Corporation Automatic integrated sensing and access control
US7377188B2 (en) * 2005-04-11 2008-05-27 Anthony Jenkins System for the detection of trace vapors and particles in air
EP1877382B1 (en) * 2005-05-06 2012-11-28 Smiths Detection Inc. Method of using isobutyramide as an ionization reagent in IMS-spectrometry
GB0808344D0 (en) 2008-05-08 2008-06-18 Owlstone Ltd Sensor
US7357043B2 (en) * 2005-09-07 2008-04-15 Nomadics, Inc. Chemical trace detection portal based on the natural airflow and heat transfer of vehicles
US7690241B2 (en) * 2005-10-24 2010-04-06 University Of Southern California Pre-concentrator for trace gas analysis
US7448248B2 (en) * 2005-12-12 2008-11-11 Ge Homeland Protection Inc. Calibration and verification tool and method for calibrating a detection apparatus
US20070158548A1 (en) * 2006-01-09 2007-07-12 Ge Security, Inc. Ion trap mobility spectrometer
US20070205279A1 (en) * 2006-03-03 2007-09-06 Ge Security, Inc. Integrated explosives detector and transit fare collection system and method
US7541577B2 (en) * 2006-06-26 2009-06-02 General Electric Company Methods for analyzing ion mobility data
US20080087818A1 (en) * 2006-10-11 2008-04-17 Xue-Song Scott Li Ion trap mobility spectrometer calibration method and system
GB0704137D0 (en) 2007-03-03 2007-04-11 Smiths Detection Watford Ltd Ion mobility spectrometers
US8500382B2 (en) * 2007-05-22 2013-08-06 Axcelis Technologies Inc. Airflow management for particle abatement in semiconductor manufacturing equipment
WO2009018305A1 (en) * 2007-07-30 2009-02-05 Particle Measuring Systems, Inc. Detection of analytes using ion mobility spectrometry
US8334506B2 (en) * 2007-12-10 2012-12-18 1St Detect Corporation End cap voltage control of ion traps
US7880137B2 (en) * 2007-12-28 2011-02-01 Morpho Detection, Inc. Electrode design for an ion spectrometer
US20090203149A1 (en) 2008-02-13 2009-08-13 General Electric Company Enhanced methods for gas and/or vapor phase analysis of biological assays
US7973277B2 (en) * 2008-05-27 2011-07-05 1St Detect Corporation Driving a mass spectrometer ion trap or mass filter
US20110186726A1 (en) * 2008-06-13 2011-08-04 Smiths Detection Montreal Inc. Sample control for improved sensitivity and clear down times for a membrane based ims
CN101738429B (zh) * 2008-11-26 2013-04-03 岛津分析技术研发（上海）有限公司 离子分离、富集与检测装置
US8424365B2 (en) * 2009-02-25 2013-04-23 Morpho Detection, Inc. Screening system and method for operating the same
CN101900705B (zh) * 2009-05-25 2012-09-05 同方威视技术股份有限公司 痕量检测仪和用于痕量检测仪的分析方法
CN102033100B (zh) 2009-09-25 2013-03-13 同方威视技术股份有限公司 使用掺杂剂的离子迁移谱仪(ims)的检测系统及检测方法
EP2565634A3 (en) * 2009-11-17 2013-05-22 Cubic Corporation Chemical sensor and manufacturing thereof
CN102074448B (zh) 2009-11-20 2014-09-24 同方威视技术股份有限公司 离子迁移谱仪以及提高其检测灵敏度的方法
US8559669B2 (en) 2010-03-01 2013-10-15 Cubic Corporation Security polymer threat detection distribution system
US8956696B2 (en) 2011-02-10 2015-02-17 Inficon Gmbh Ultra-thin membrane for chemical analyzer and related method for forming membrane
US8378293B1 (en) 2011-09-09 2013-02-19 Agilent Technologies, Inc. In-situ conditioning in mass spectrometer systems
US20130137186A1 (en) 2011-11-30 2013-05-30 Dsa Detection Llc Embossed sample swab
CN103165387A (zh) * 2011-12-16 2013-06-19 中国科学院大连化学物理研究所 一种离子迁移谱的气体膜进样装置
US8686355B2 (en) 2012-03-08 2014-04-01 Morpho Detection, Llc Detection system assembly, dryer cartridge, and regenerator and methods for making and using the same
US9170232B2 (en) 2012-04-26 2015-10-27 Teknoscan Systems Inc. Substances detection system and method
WO2014038194A1 (ja) * 2012-09-04 2014-03-13 アトナープ株式会社 膜交換ユニットおよび膜交換ユニットを有するシステム
US8866073B2 (en) 2013-03-15 2014-10-21 Morpho Detection, Llc Ion trap mobility spectrometer and method of using the same
CN104374820B (zh) * 2013-08-15 2017-03-15 中国科学院大连化学物理研究所 一种热解析离子迁移谱测量无机炸药中无机氧化剂的方法
US9766218B2 (en) 2014-10-31 2017-09-19 Morpho Detection, Llc Gas curtain at inlet for trace detectors
US9147565B1 (en) 2014-12-30 2015-09-29 Morpho Detection, Llc Ion mobility spectrometer and method of using the same
US10453664B2 (en) 2015-04-21 2019-10-22 Battelle Memorial Institute Collection, release, and detection of analytes with polymer composite sampling materials
US10254248B2 (en) 2015-04-21 2019-04-09 Battelle Memorial Institute Collection, release, and detection of analytes with polymer composite sampling materials
US10580632B2 (en) 2017-12-18 2020-03-03 Agilent Technologies, Inc. In-situ conditioning in mass spectrometry systems
WO2021041420A1 (en) 2019-08-26 2021-03-04 Particle Measuring Systems, Inc Triggered sampling systems and methods
EP4237816A1 (en) 2020-11-02 2023-09-06 Iontrap LLC Method and apparatus for the rapid detection of air-borne viruses

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3699333A (en) * 1968-10-23 1972-10-17 Franklin Gno Corp Apparatus and methods for separating, concentrating, detecting, and measuring trace gases
US4311669A (en) * 1980-08-21 1982-01-19 The Bendix Corporation Membrane interface for ion mobility detector cells
US4551624A (en) * 1983-09-23 1985-11-05 Allied Corporation Ion mobility spectrometer system with improved specificity
US4839143A (en) * 1985-02-15 1989-06-13 Allied-Signal Inc. Selective ionization of gas constituents using electrolytic reactions
EP0219602A3 (en) * 1985-08-01 1987-08-19 Allied Corporation Ionization detector
GB2242141A (en) * 1990-03-24 1991-09-25 Ion Track Instr Method and apparatus for detecting low volatility atmospheric vapors
US5032721A (en) * 1990-06-01 1991-07-16 Environmental Technologies Group, Inc. Acid gas monitor based on ion mobility spectrometry
US5283199A (en) * 1990-06-01 1994-02-01 Environmental Technologies Group, Inc. Chlorine dioxide monitor based on ion mobility spectrometry with selective dopant chemistry
US5095206A (en) * 1990-06-01 1992-03-10 Environmental Technologies Group, Inc. Method and apparatus for improving the specificity of an ion mobility spectrometer utillizing sulfur dioxide dopant chemistry
US5200614A (en) * 1992-01-16 1993-04-06 Ion Track Instruments, Inc. Ion mobility spectrometers
US5338931A (en) * 1992-04-23 1994-08-16 Environmental Technologies Group, Inc. Photoionization ion mobility spectrometer

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10317387B2 (en) 2016-03-08 2019-06-11 Rapiscan Systems, Inc. Chemical vaporization and detection of compounds having low volatility
US10345282B2 (en) 2016-03-08 2019-07-09 Rapiscan Systems, Inc. Temperature influenced chemical vaporization and detection of compounds having low volatility
US10386340B2 (en) 2016-03-31 2019-08-20 Rapiscan Systems, Inc. Detection of substances of interest using gas-solid phase chemistry
US10049868B2 (en) 2016-12-06 2018-08-14 Rapiscan Systems, Inc. Apparatus for detecting constituents in a sample and method of using the same
US10651024B2 (en) 2016-12-06 2020-05-12 Rapiscan Systems, Inc. Apparatus for detecting constituents in a sample and method of using the same
US10707063B2 (en) 2016-12-22 2020-07-07 Rapiscan Systems, Inc. Systems and methods for calibration, verification, and sensitivity checks for detectors
US10361074B2 (en) 2016-12-28 2019-07-23 Rapiscan Systems, Inc. Ionization chamber having a potential-well for ion trapping and ion compression
US10458885B2 (en) 2017-03-31 2019-10-29 Rapiscan Systems, Inc. Rapid desorber heating and cooling for trace detection
US11235329B2 (en) 2017-08-10 2022-02-01 Rapiscan Systems, Inc. Systems and methods for substance detection using thermally stable collection devices
US10665446B2 (en) 2018-01-24 2020-05-26 Rapiscan Systems, Inc. Surface layer disruption and ionization utilizing an extreme ultraviolet radiation source
US11609214B2 (en) 2019-07-31 2023-03-21 Rapiscan Systems, Inc. Systems and methods for improving detection accuracy in electronic trace detectors

Also Published As

Publication number Publication date
GB9414279D0 (en) 1994-09-07
DE69528418T2 (de) 2003-01-30
EP0692712A1 (en) 1996-01-17
EP0692712B1 (en) 2002-10-02
CA2153371A1 (en) 1996-01-16
US5491337A (en) 1996-02-13
JPH0933486A (ja) 1997-02-07
ES2183855T3 (es) 2003-04-01
CA2153371C (en) 1999-03-23
GB2291200A (en) 1996-01-17
DE69528418D1 (de) 2002-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3045655B2 (ja) イオントラップ移動度スペクトロメーター及び麻薬の強力検出のための操作方法
US5338931A (en) Photoionization ion mobility spectrometer
JP2002141017A (ja) イオン移動度スペクトロメータ
JP4550802B2 (ja) 障害物質の検出方法および障害物質の検出システム
US5200614A (en) Ion mobility spectrometers
CA2081572A1 (en) High Voltage Spark Excitation and Ionization Detector System
JP2002541629A (ja) イオントラップ質量分析装置用パルス型イオン源
JP4307840B2 (ja) 試料ガスをイオン化する装置及びイオン移動度分光計
JP3177329B2 (ja) 気体中の成分検出の方法とその装置
Akmalov et al. A laser desorption ion-mobility increment spectrometer for detection of ultralow concentrations of nitro compounds
Doering et al. Photoionization of nitric oxide
JPH055724A (ja) 高分子センサ
Kojima et al. Vapor detection of TNT and RDX using atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry with counter-flow introduction (CFI)
US20090255351A1 (en) Dopant Delivery System for Use in Ion Mobility and Ion Trap Mobility Spectrometry
Buryakov et al. Detection of explosive vapors in the air using an ion drift nonlinearity spectrometer
Wentworth et al. Environmental applications of the pulsed-discharge electron-capture detector
Kluge et al. Resonance ionization spectroscopy for trace analysis and fundamental research
CA1286426C (en) Atmospheric sampling glow discharge ionization source
JP4057355B2 (ja) 火薬類から発生する気体の測定法
KR102215830B1 (ko) 이온을 선택하기 위해 가스 혼합물을 사용하는 시스템 및 방법
Kaufman et al. Molecular beam analyzer for identifying transient intermediates in gaseous reactions
Liu et al. A new experimental approach to investigate the kinetics of low energy electron attachment reactions
Kuzyakov et al. Atomic ionization spectrometry: prospects and results
GB2262990A (en) Explosives detector
JPH04303759A (ja) 電子捕獲検出器

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees